任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的應(yīng)用

趙錦元 熊兵 唐志航

摘要：針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程抽象難懂的特點，總結(jié)傳統(tǒng)教學(xué)方式教師處于絕對主導(dǎo)地位的弊端，提出將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中，以“任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)方式，將教學(xué)分為任務(wù)設(shè)置、任務(wù)實施、任務(wù)評價3個階段，并對3個階段的主要活動和實施要點分別闡述。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動；教學(xué)法；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

引 言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的一門號業(yè)基礎(chǔ)課和核心課程，它在計算機相關(guān)專業(yè)的課程體系中處于承上啟下、聯(lián)系前后的中心地位 。大量實踐表明，學(xué)好該門課程，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和研究都有深遠(yuǎn)的影響。但由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程包含的算法知識抽象、繁多，難以直觀表達，這給參與“教”與“學(xué)”的師生雙方都帶來一定的難度 。教師采用傳統(tǒng)的講授式方式，將知識灌入學(xué)生腦海，容易忽視學(xué)生自己的理解和思考過程，學(xué)生的想象能力和創(chuàng)造能力很難得到提升 。與此同時，學(xué)生一味被動地跟著教師的教學(xué)思路走，缺乏互動性，學(xué)生跟不上調(diào)，反應(yīng)慢半拍，教師感覺難“教”；而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本身抽象繁雜的特征，學(xué)生感覺難“學(xué)”。為了彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，本課題引入“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法，將其應(yīng)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)中，以任務(wù)驅(qū)動的方式來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和能動性，同時以學(xué)生的反饋信息激勵教師不斷地改進教學(xué)方式，將“教”與“學(xué)”統(tǒng)一起來，做到教學(xué)相長，以此達到良好的教學(xué)效果。

1 傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)方法存在的弊端

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中，教學(xué)模式主要是以教師講授為中心，對教學(xué)信息進行加工處理后，通過語言、教學(xué)工具呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生則通過感官被動接受教師傳達的教學(xué)信息 。因此，教師處于絕對的主導(dǎo)地位。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)組織過程 如圖1所示。

教師首先闡述數(shù)據(jù)的某種邏輯結(jié)構(gòu)（線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)），接著分析其存儲結(jié)構(gòu)。對于線性結(jié)構(gòu)和樹形結(jié)構(gòu)，其存儲結(jié)構(gòu)分別以順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)加以闡述，對于圖形結(jié)構(gòu)，其存儲方式分為鄰接矩陣和鄰接表兩種存儲方式 。接著講述這兩種存儲方式的基本操作算法，最后舉實例加以說明。

在這種以教師講授為絕對主導(dǎo)的教學(xué)模式中，首先讓學(xué)生接觸到的是抽象的理論模型，因此學(xué)生理解比較困難 。接著介紹數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)以及基本的操作算法，由于脫離了實際的應(yīng)用，學(xué)生被動地接受灌輸?shù)睦碚撃Ｐ偷牟僮魉惴ǎ活^霧水，難以真正理解。在最后的應(yīng)用舉例中，由于學(xué)生對前面的知識沒有真正消化，因此閱讀復(fù)雜的算法更覺得吃力難懂。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生一直處于被動接受的地位，學(xué)習(xí)積極性、主動性都比較低，因此比較難跟上教師的節(jié)奏，而沒有真正地主動思考和探索，對知識也是一知半解，難以應(yīng)用到解決實際的問題當(dāng)中。因此，這種教學(xué)方式的教學(xué)效果不佳。

2 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法具體應(yīng)用過程

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種以“任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)方式，主要體現(xiàn)在以下3點 ：①教學(xué)內(nèi)容被巧妙地設(shè)置在具體的任務(wù)當(dāng)中，學(xué)生帶著真實的任務(wù)去學(xué)習(xí)；②學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動權(quán)，在教師啟發(fā)式的教學(xué)方式下自主思考、分析、解決實際問題；③教師不斷地引導(dǎo)、激勵學(xué)生，幫助學(xué)生完成教學(xué)內(nèi)容。

將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程當(dāng)中，該教學(xué)模式分為任務(wù)設(shè)置、任務(wù)實施和任務(wù)評價3個階段 ，如圖2所示。

“任務(wù)設(shè)置階段”分為“任務(wù)分析”和“任務(wù)設(shè)計”兩個方面，首先分析課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)大綱，羅列出各章節(jié)的教學(xué)主題，根據(jù)教學(xué)主題提出符合整個課程知識體系的教學(xué)計劃，并設(shè)計出任務(wù)驅(qū)動的方案。在此過程當(dāng)中，特別注意以下幾點：①任務(wù)設(shè)計的難度要適中。太容易的任務(wù)沒有挑戰(zhàn)性，使學(xué)生喪失興趣和動力；太難的任務(wù)讓學(xué)生容易產(chǎn)生挫敗感，以致半途而廢。②設(shè)計的任務(wù)要循序漸進，先易后難，盡量有內(nèi)在聯(lián)系，并且難度是層層遞進的關(guān)系。這樣學(xué)生一步一步深入學(xué)習(xí)，直至掌握難度較強的知識點。③設(shè)計的任務(wù)存在一定的缺陷。實踐證明，有缺陷的任務(wù)，有助于提高學(xué)生的興趣，學(xué)生在修正缺陷后，更有成就感。同時，缺陷設(shè)計能夠培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，達到良好的教學(xué)效果，

“任務(wù)實施階段”的活動包括課堂內(nèi)任務(wù)實施和課堂外任務(wù)實施。課堂內(nèi)，教師按照任務(wù)設(shè)置階段設(shè)計的任務(wù)驅(qū)動方案進行施教。該階段以學(xué)生的操作為主，教師要留給學(xué)生充裕的操作時間和空間，讓他們在實踐中去體會、感受、消化和吸收知識。在完成任務(wù)的過程中，由于學(xué)生有足夠的時間思考、探索，因此會不斷涌現(xiàn)出新的問題，提出新的任務(wù)，這時候教師要適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生，在正確的范圍內(nèi)自由發(fā)揮，教師在適當(dāng)?shù)臅r候加以點撥提示，并在最后做總結(jié)回顧。課堂外，由教師分配任務(wù)后，學(xué)生采取分組的方式完成。學(xué)生之間在進行相互交流和學(xué)習(xí)的過程中，很可能產(chǎn)生新的難解問題，反饋給教師后，在教師的引導(dǎo)下，產(chǎn)生新的任務(wù)，組內(nèi)成員繼續(xù)討論完成任務(wù)。因此，課堂外的任務(wù)實施過程是一個循環(huán)反饋的過程。教師要多鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)資料和請教其他同學(xué)，多鼓勵成績優(yōu)秀又學(xué)有余力的學(xué)生幫助其他同學(xué)共同進步。這樣，既培養(yǎng)了學(xué)生與人協(xié)作、和睦相處、樂于助人的品質(zhì)，又能很好地提高學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)造力。

“任務(wù)評價階段”的主要活動是對“學(xué)”和“教”共同的考核、評價。教師根據(jù)每個學(xué)生的課堂內(nèi)表現(xiàn)以及課堂外各組任務(wù)完成情況，結(jié)合小組各成員的貢獻大小，對每個學(xué)生給予合理評分。教師根據(jù)教學(xué)效果以及學(xué)生的反饋意見，對自己的教學(xué)方法進行反思、改進。

“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式體現(xiàn)了以“任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)過程。任務(wù)、教師、學(xué)生三者的互動，體現(xiàn)了“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式的基本特征。應(yīng)用“任務(wù)驅(qū)動”法教學(xué)，教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用相得益彰、密不可分。教師提出任務(wù)，并為任務(wù)的展開創(chuàng)設(shè)合理的情境，在環(huán)環(huán)相扣的教學(xué)過程中，以“引而不發(fā)”的方式推動學(xué)生發(fā)揮主體作用，直至完成任務(wù)。在任務(wù)完成過程中，學(xué)生有足夠的思考和自由發(fā)揮的空間，可以集思廣益、開拓思維，義會提出與任務(wù)有關(guān)的新問題，促使教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，點撥學(xué)生合理完成任務(wù)。在學(xué)生和教師共同推動下，任務(wù)本身可能有更深層次的拓展，也可能會出現(xiàn)一些不可預(yù)知的變化，甚至產(chǎn)生新的任務(wù)，從而促使學(xué)生深入、全面地掌握知識。

3 教學(xué)實例分析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課程重點圍繞線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)這3種邏輯結(jié)構(gòu)層層深入講解，對于每種邏輯結(jié)構(gòu)，又根據(jù)不同的存儲結(jié)構(gòu)分別闡述。我們以線性結(jié)構(gòu)中的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)為例，應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法，闡述教學(xué)組織過程。

首先教師講解鏈?zhǔn)酱鎯Φ幕窘Y(jié)構(gòu)以及特點，并將鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)圖畫出來，標(biāo)注每個結(jié)點的起始地址。讓學(xué)生思考前一個結(jié)點的指針域部分和后一個結(jié)點是什么關(guān)系，并寫出結(jié)點指針域部分的值。在學(xué)生實驗階段，讓學(xué)生自己用按步驟調(diào)試方法實時查看每建立一個新結(jié)點，并插入到鏈表中，該結(jié)點與前后結(jié)點的關(guān)系（特別要學(xué)生注意查看指針域部分值的變化），以此驗證課堂上的理論知識，讓學(xué)生自己動手，理解更透徹。

接下來講解鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)的基本操作。以插入操作為例，教師先畫出一個單鏈表和一個待插入的新結(jié)點（指針域為NULL），并在單鏈表巾標(biāo)注要插入的位置，讓學(xué)生自己先嘗試著畫出指針的箭頭如何指向，然后再引導(dǎo)學(xué)生寫出該操作的關(guān)鍵語句，教師在此過程中適當(dāng)加以引導(dǎo)、點撥。最后教師作總結(jié)，并強調(diào)學(xué)生出錯的地方和不易理解的知識點。

在線性表的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)講解完畢后，布置學(xué)生在課外完成綜合性的題目，該題目要求用線性表鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)去完成（例如生死者游戲，用循環(huán)單鏈表實現(xiàn)）。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生通過自主思考、查閱參考資料，以及與同學(xué)探討切磋，絕大部分的學(xué)習(xí)小組能夠完成任務(wù)。在自主學(xué)習(xí)和交流學(xué)習(xí)并行的過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，積極主動地去思考問題，探索問題的解。通過綜合性的實戰(zhàn)練習(xí)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，學(xué)生對課本知識的理解更透徹，教學(xué)效果明顯提高。

4 結(jié)語

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程當(dāng)中，將抽象難懂的知識化為具體的任務(wù)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自由地發(fā)揮自己的主觀能動性，思考探索問題的解。在此過程中，遇到難以完成的任務(wù)，同學(xué)之間共同探討，相互協(xié)作，在教師的引導(dǎo)下共同完成任務(wù)。教學(xué)實踐表明，這種教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，獨立分析問題、解決問題的能力，創(chuàng)新能力以及溝通協(xié)作的能力。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中時，要在實際教學(xué)中多思考多總結(jié)經(jīng)驗，更好地提高教學(xué)質(zhì)量。例如教師如何做到“引而不發(fā)”，引導(dǎo)學(xué)生到什么程度，在什么時候給予學(xué)生適當(dāng)?shù)狞c撥，課堂的氣氛如何調(diào)動起來，如何把握一個“度”，既讓學(xué)生大膽地發(fā)散性地去思考，又要引導(dǎo)學(xué)生不偏離教學(xué)主題。諸如此類問題，都需要教師在教學(xué)實踐中去感受、總結(jié)。